类属性与实例属性

文章目录

类属性与实例属性
- 类属性
- 实例属性
- 类属性的陷阱
- 访问属性的优先级顺序
- 总结
- 感谢

018.12.5

类属性

同一个类的多个实例共用一个类属性。

import random
class MyClass(object):
    # 类属性
    num = random.randrange(10000)
if __name__ == "__main__":
    myObjOne = MyClass()
    myObjTwo = MyClass()
    print(myObjOne.num == myObjTwo.num)

可以看到输出结果恒为True。

实例属性

同一个类的多个实例拥有各自的实例属性。

import random
class MyClass(object):
    def __init__(self):
        self.num = random.randrange(10000)
if __name__ == "__main__":
    myObjOne = MyClass()
    myObjTwo = MyClass()
    print(myObjOne.num == myObjTwo.num)

大概率下，输出结果为False。

类属性的陷阱

当我们想改变类属性的时候：

class MyClass(object):
    num = 512
if __name__ == "__main__":
    myObj = MyClass()
    print(myObj.num, myObj.__class__.num)  # 通过实例访问类属性和类层次访问类属性 输出：512, 512
    myObj.num = 1024  # 企图通过实例改变类属性
    print(myObj.num, myObj.__class__.num)  # 输出：1024， 512

可以看到，尽管解释器没有抛异常，但我们并没有改变类属性的值。同时，我们似乎为实例myObj增加了一个实例属性，它与类属性具有相同的名称——num。到底是不是这样呢？可以打印实例的__dict__属性

print(myObj.__dict__)  # 输出：{}
myObj.num = 1024
print(myObj.__dict__)  # 输出：{'num': 1024}

也就是说，实例不可以直接修改类层次的属性。并且当实例属性与类属性同名时，实例属性会屏蔽掉类属性。

访问属性的优先级顺序

用“屏蔽”一词确实含糊地解释了上述现象，但究其根本是Python中存在默认的一套访问顺序。

当dercls = DeriveClass()，也就说dercls是一个实例对象时，dercls.num会去类层次找num或者基类中找num：

class BaseClass(object):
    num = 512
class DeriveClass(BaseClass):
    pass
if __name__ == "__main__":
    dercls = DeriveClass()
    print(dercls.num)  # 输出：512
class BaseClass(object):
    num = 512
class DeriveClass(BaseClass):
    num = 1024
if __name__ == "__main__":
    dercls = DeriveClass()
    print(dercls.num)  # 输出： 1024

可见实例对象类的优先级 > 基类。

class BaseClass(object):
    num = 512
class DeriveClass(BaseClass):
    num = 1024
    def __init__(self):
        # 实例属性也同名
        self.num = 2048
if __name__ == "__main__":
    dercls = DeriveClass()
    print(dercls.num)  # 输出： 2048

所以实例属性优先级 > 实例该类的类属性。

而这个查找属性的过程是在__getattribute__中完成的，当__getattribute__找不到需要的属性时，会抛出AttributeError，此时解释器自动调用__getattr__，仍然找不到，则抛异常AttribueError并且挂掉程序。

class BaseClass(object):
    def __getattribute__(self, item):
        if item == "num":
            return 512
    def __getattr__(self, item):
        if item == "num":
            return 1024
if __name__ == "__main__":
    basecls = BaseClass()
    print(basecls.num)  # 输出： 512
class BaseClass(object):
    def __getattribute__(self, item):
        raise AttributeError
    def __getattr__(self, item):
        if item == "num":
            return 1024
if __name__ == "__main__":
    basecls = BaseClass()
    print(basecls.num)  # 输出： 1024

得到：通过__getattribute__查找属性的优先级 > 通过__getattr__。

但通过__getattribute__查找属性并不只有类属性和实例属性，事实上查找描述符也是在__getattribute__中完成的。此时分资料描述符和非资料描述符：

资料描述符：

class IntegerField(object):
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value
    def __set__(self, instance, value):
        pass
class BaseClass(object):
    num = IntegerField(2048)  # 这是一个资料描述符
    def __init__(self):
        self.num = 512
    def __getattr__(self, item):
        if item == "num":
            return 1024
if __name__ == "__main__":
    basecls = BaseClass()
    print(basecls.num)  # 输出：2048

非资料描述符：

class IntegerField(object):
    def __init__(self, value):
        self.value = value
    def __get__(self, instance, owner):
        return self.value
class BaseClass(object):
    num = IntegerField(2048)  # 这是一个非资料描述符
    def __init__(self):
        self.num = 512
    def __getattr__(self, item):
        if item == "num":
            return 1024
if __name__ == "__main__":
    basecls = BaseClass()
    print(basecls.num)  # 输出： 512

（关于描述符，你可以参看我的属性描述符）

总结

如果user是某个类的实例，那么user.age（以及等价的getattr(user, ‘age’)）首先调用__getattribute__。如果类定义了__getattr__方法。那么在__getattribute__抛出AttributeError的时候就会调用__getattr__。

描述符的调用（__get__）发生在__getattribute__内部。user = User()，那么user.age顺序如下：

如果age出现在User或其基类的__dict__中，且age是data descriptor，那么调用__get__
如果age出现在obj的__dict__中，那么直接返回obj.__dict__["age"]
如果age出现在User或其基类的__dict__中：
- . 如果age是non-data descriptor，那么调用其__get__方法；否则返回__dict__["age"]
- . 如果User有__getattr__方法，在__getattribute__抛AttributeError之后调用其__getattr__；否则抛出AttributeError并挂掉程序